典型高壓密封②

高壓密封的分類a強制密封：依靠擰緊主螺栓使頂蓋、密封元件和筒體端部之間具有一定的密封比壓，從而實現密封。需要有大的主螺栓。

b自緊密封：利用其結構特點，使墊片、頂蓋和筒體端部之間的密封比壓隨工作壓力的升高而增大。預緊時，為建立初始密封所需要施加大螺栓力較小，故螺栓直徑小。

c半自緊密封：利用螺栓預緊載荷使密封元件產生變形并提供建立初始密封的比壓，當壓力升高后，由于密封結構的自緊作用，密封面上的密封比壓也隨之上升，從而保證連接的密封性能。③高壓密封的結構

a平墊密封(屬強制密封〕大的主螺栓，溫度低于200℃，壓力低于32MPa，容器內徑小于800mmb卡扎里密封〔強制密封〕螺紋套筒，擰緊方便，但易銹蝕難以拆卸。

改進的卡扎里密封依舊采用主螺栓，但不需擰得很緊，拆卸方便

C雙錐環密封

〔半自緊密封〕，有主螺栓，密封面上墊軟金屬材料，如退火鋁，退火紫銅，不銹鋼。內壓升高平蓋上浮，雙錐環自身的彈性擴張保持密封環壓緊力，又靠介質壓力使雙錐環徑向擴張，進一步增強雙錐環密封面上的壓緊力。

壓力范圍大，溫度高，直徑大。c半自緊密封：利用螺栓預緊載荷使密封元件產生變形并提供建立初始密封的比壓，當壓力升高后，由于密封結構的自緊作用，密封面上的密封比壓也隨之上升，從而保證連接的密封性能。d伍德密封

最早出現的自緊式密封結構a強制密封：依靠擰緊主螺栓使頂蓋、密封元件和筒體端部之間具有一定的密封比壓，從而實現密封。容器內徑小于800mmρ－雙錐環材料與封頭材料之間的摩擦角為了獲得最大的回彈力，在預緊時一般將雙錐環壓縮至徑向間隙2e被完全消除。趨勢，有摩擦力F，F與W0的合力G0為2典型高壓容器密封結構的螺栓載荷計算a強制密封：依靠擰緊主螺栓使頂蓋、密封元件和筒體端部之間具有一定的密封比壓，從而實現密封。i介質作用在封頭上引起的軸向載荷:在2e的徑向變形下，雙錐環的周向應變為：為了獲得最大的回彈力，在預緊時一般將雙錐環壓縮至徑向間隙2e被完全消除。操作時：頂蓋上浮，一方面密封環回彈張開，另一方面內壓作用在環的內腔使環進一步張開，使線接觸，且壓力越高壓得越緊。h其它形式的高壓密封操作時的密封比壓是由內壓作用于雙錐環內圓柱外表的向外擴張力和環的回彈力引起的。d伍德密封

最早出現的自緊式密封結構

預緊靠牽制螺栓實現，操作隨著壓力增加，壓緊力增大，實現密封全自緊，無主螺栓，密封效果好，結構笨重

eC形環密封

自緊密封

預緊時：C形環受到彈性軸向壓縮操作時：頂蓋上浮，一方面密封環回彈張開，另一方面內壓作用在環的內腔使環進一步張開，使線接觸，且壓力越高壓得越緊。

應用：小直徑容器，32MPa，350℃以下f“O〞形環密封空心金屬“O〞形環為無縫金屬圓管彎制而成g三角墊密封預緊時，三角墊受軸向壓縮與上下槽貼緊，實現初始密封操作時，介質壓力使三角墊向外彎曲，兩斜面與V形槽貼緊，壓力越高，貼得越緊。h其它形式的高壓密封高壓管道的透鏡墊密封2典型高壓容器密封結構的螺栓載荷計算

①

高壓平墊片密封

a預緊狀態：

要求墊片上有足夠的密封比壓q0，主螺栓的預緊載荷為式中：DG－密封面平均直徑；b－墊片寬度；q0－墊片材料的預緊密封比壓容器封頭有下移的趨勢，相對封頭雙錐環有上升的即由V/2=Vp/2+VR/2引起全自緊，無主螺栓，密封效果好，結構笨重取W1和W2之中的大者作為螺栓的設計載荷f“O〞形環密封取半個圓環為研究對象

回彈力VR與周向應力的關系iii徑向回彈自緊力引起的軸向力h其它形式的高壓密封取W1和W2中的較大者作為螺栓的設計載荷。容器封頭有下移的趨勢，相對封頭雙錐環有上升的在2e的徑向變形下，雙錐環的周向應變為：雙錐環一個錐面受到徑向推力為q－墊片材料的工作密封比壓故計算預緊螺栓力按W1即可h其它形式的高壓密封b操作狀態主螺栓所受載荷為內壓引起的軸向載荷和為保證操作條件下密封面上的密封比壓所需要的軸向載荷之和，即q－墊片材料的工作密封比壓取W1和W2之中的大者作為螺栓的設計載荷②雙錐環密封

q0－墊片材料的預緊密封比壓iii徑向回彈自緊力引起的軸向力介質壓力作用在雙錐環內外表的載荷為容器封頭有下移的趨勢，相對封頭雙錐環有上升的操作時主螺栓的總載荷為即由V/2=Vp/2+VR/2引起2典型高壓容器密封結構的螺栓載荷計算eC形環密封

自緊密封內壓升高平蓋上浮，雙錐環自身的彈性擴張保持密封環壓緊力，又靠介質壓力使雙錐環徑向擴張，進一步增強雙錐環密封面上的壓緊力。取半個圓環為研究對象

回彈力VR與周向應力的關系c半自緊密封：利用螺栓預緊載荷使密封元件產生變形并提供建立初始密封的比壓，當壓力升高后，由于密封結構的自緊作用，密封面上的密封比壓也隨之上升，從而保證連接的密封性能。應用：小直徑容器，32MPa，350℃以下a預緊狀態：為了獲得最大的回彈力，在預緊時一般將雙錐環壓縮至徑向間隙2e被完全消除。取半個圓環為研究對象

回彈力VR與周向應力的關系a預緊狀態：為保證密封，預緊時在錐面上必須施加的壓緊力式中：

W0α容器封頭有下移的趨勢，相對封頭雙錐環有上升的趨勢，有摩擦力F，F與W0的合力G0為ρ－雙錐環材料與封頭材料之間的摩擦角

W0的軸向分力即為主螺栓在預緊時所受的載荷W1為了獲得最大的回彈力，在預緊時一般將雙錐環壓縮至徑向間隙2e被完全消除。在2e的徑向變形下，雙錐環的周向應變為：相應的周向應力

ER－雙錐環材料的彈性模量

取半個圓環為研究對象

回彈力VR與周向應力的關系式中：FR－雙錐環截面積

q－墊片材料的工作密封比壓q－墊片材料的工作密封比壓a強制密封：依靠擰緊主螺栓使頂蓋、密封元件和筒體端部之間具有一定的密封比壓，從而實現密封。為了獲得最大的回彈力，在預緊時一般將雙錐環壓縮至徑向間隙2e被完全消除。操作時，介質壓力使三角墊向外彎曲，兩斜面與V形槽貼緊，壓力越高，貼得越緊。eC形環密封

自緊密封eC形環密封

自緊密封2典型高壓容器密封結構的螺栓載荷計算即由V/2=Vp/2+VR/2引起容器封頭有下移的趨勢，相對封頭雙錐環有上升的b自緊密封：利用其結構特點，使墊片、頂蓋和筒體端部之間的密封比壓隨工作壓力的升高而增大。故計算預緊螺栓力按W1即可eC形環密封

自緊密封f“O〞形環密封容器封頭有下移的趨勢，相對封頭雙錐環有上升的回彈力作用在上下兩個錐面，每個錐面承擔的回彈力為故計算預緊螺栓力按W1即可

一般情況下此時相應地需要螺栓施加的軸向載荷為：

b操作狀態

ii內壓對雙錐環的徑向自緊力產生的軸向力介質壓力作用在雙錐環內外表的載荷為式中b－雙錐環的有效高度，i介質作用在封頭上引起的軸向載荷:pQ2雙錐環一個錐面受到徑向推力為合力再分解即為Q2錐面上的法向力G摩擦力Fiii徑向回彈自緊力引起的軸向力為平安起見，認為在操作狀態下雙錐環內圓柱外表仍然和封頭接觸，即間隙為零。作用在一個錐面上的回彈力為

將回彈狀態下錐面上的法向力和摩擦力的合力再分